JP6722221B2 - Light emitting diode - Google Patents

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Description

本発明は、発光ダイオードに関し、より詳しくは、p型半導体層を通過して進行する光のうち、短波長(UVA波長)帯域の光を反射させるためにp型半導体層上に導電型反射層を形成し、さらに、短波長帯域の光及び可視光帯域の光を反射させるために導電型半導体層上に金属電極を形成した白色発光ダイオードに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode, and more specifically, a conductive type reflective layer on a p-type semiconductor layer for reflecting light in a short wavelength (UVA wavelength) band of light traveling through the p-type semiconductor layer. And a metal electrode formed on a conductive type semiconductor layer for reflecting light in a short wavelength band and light in a visible light band.

一般に、窒化ガリウム(GaN)、窒化アルミニウム(AlN)などのIII族元素の窒化物は、熱的安定性に優れ、直接遷移型のエネルギーバンド構造を有するので、最近、可視光領域及び紫外線領域の発光素子用物質として多くの脚光を浴びている。特に、窒化インジウムガリウム(InGaN)を用いた青色及び緑色発光素子は、大規模なカラー平板表示装置、信号灯、室内照明、高密度光源、高解像度出力システム、及び光通信などの多様な応用分野に活用されている。 In general, nitrides of group III elements such as gallium nitride (GaN) and aluminum nitride (AlN) have excellent thermal stability and have a direct transition type energy band structure. It has received much attention as a substance for light emitting devices. In particular, blue and green light emitting devices using indium gallium nitride (InGaN) are suitable for various application fields such as large-scale color flat panel display devices, signal lights, indoor lighting, high density light sources, high resolution output systems, and optical communication. It is used.

このようなIII族元素の窒化物半導体層は、当該半導体層を成長させる同種の基板を作成することが難しいので、類似する結晶構造を有する異種基板上に金属有機化学気相蒸着法(MOCVD:metal organic chemical vapor deposition)又は分子線蒸着法(MBE:molecular beam epitaxy)などの工程よって成長させる。異種基板としては、六方晶系の結晶構造を有するサファイア(sapphire)基板が主に使用される。しかし、サファイアは、電気的に不導体であるので、発光ダイオードの構造を制限する。このため、最近は、サファイアなどの異種の成長基板上に窒化物半導体層などの各エピタキシャル層を成長させ、成長した各エピタキシャル層に支持基板をボンディングした後、レーザーリフトオフ技術などの基板除去技術を用いて成長基板を分離し、垂直型構造の高効率発光ダイオードを製造する技術が開発されている。このような垂直型構造の発光ダイオードは、成長基板上にn型GaN層、活性層、及びp型GaN層を順次形成し、p型GaN層上にp型のオーミック電極又はオーミック反射層を形成し、その上に支持基板をボンディングした後でサファイア基板を除去し、露出したn型化合物半導体層上に電極パッドを形成して製造される。 Since it is difficult to form the same kind of substrate for growing the semiconductor layer of such a group III element nitride semiconductor layer, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method is applied to a different kind of substrate having a similar crystal structure. The growth is performed by a process such as a metal organic chemical vapor deposition (MBE) or a molecular beam evaporation (MBE) process. A sapphire substrate having a hexagonal crystal structure is mainly used as the heterogeneous substrate. However, sapphire is an electrically non-conductive material, which limits the structure of the light emitting diode. For this reason, recently, after growing each epitaxial layer such as a nitride semiconductor layer on a heterogeneous growth substrate such as sapphire and bonding a supporting substrate to each grown epitaxial layer, a substrate removal technique such as a laser lift-off technique is used. A technique has been developed for manufacturing a high efficiency light emitting diode having a vertical structure by separating the growth substrate using the growth substrate. In such a vertical structure light emitting diode, an n-type GaN layer, an active layer, and a p-type GaN layer are sequentially formed on a growth substrate, and a p-type ohmic electrode or an ohmic reflective layer is formed on the p-type GaN layer. Then, the sapphire substrate is removed after the supporting substrate is bonded thereon, and the electrode pad is formed on the exposed n-type compound semiconductor layer to manufacture the semiconductor device.

一方、高輝度化及び高出力化を達成し、電極パッド側とのボンディングワイヤを省略するための構造であるフリップチップ型発光ダイオードは、一般にp型半導体層ではないサファイア基板を通じて発光することによって、厚いp型電極を用いてp型半導体層の電流拡がりを良好にし、サブマウント基板を介した熱放出によって熱抵抗を大きく減少させることができる。 On the other hand, a flip chip type light emitting diode, which has a structure for achieving high brightness and high output and for omitting a bonding wire to the electrode pad side, generally emits light through a sapphire substrate which is not a p type semiconductor layer, The thick p-type electrode can be used to improve the current spreading of the p-type semiconductor layer, and the thermal resistance can be greatly reduced by heat dissipation through the submount substrate.

このようなフリップチップ型発光ダイオード及び垂直型発光ダイオードは、活性層からp型半導体層に放出される光を反射させて基板側に放出させなければならないので、p型半導体層に放出される光を反射するために、反射層の形成が必須の要素となっている。一般に、金属電極がこのような反射層の機能を果たす。 In the flip chip type light emitting diode and the vertical type light emitting diode, since the light emitted from the active layer to the p type semiconductor layer must be reflected and emitted to the substrate side, the light emitted to the p type semiconductor layer is reflected. In order to reflect light, formation of a reflective layer is an essential element. Generally, the metal electrode serves the function of such a reflective layer.

特開2011−192821号公報JP, 2011-192821, A 特開2016−001740号公報JP, 2016-001740, A

本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、短波長(UVA波長)帯域の光を用いる発光ダイオードにおいて、従来のアルミニウムが反射層に使用される場合の多様な短所を克服し、光抽出効率を向上させた発光ダイオードを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above prior art, and an object of the present invention is to provide a light emitting diode using light in a short wavelength (UVA wavelength) band, in which conventional aluminum is used for a reflective layer. An object of the present invention is to provide a light emitting diode that overcomes various disadvantages and improves light extraction efficiency.

また、本発明の目的は、短波長帯域の光を含む広い波長領域で高い反射率を有し、光抽出効率が向上するように、短波長帯域の光を反射させる第1反射層と、短波長帯域及び青色波長帯域の光を反射させる第2反射層とを備える発光ダイオードを提供することにある。 Further, an object of the present invention is to have a high reflectance in a wide wavelength region including light in a short wavelength band and to reflect light in a short wavelength band so as to improve light extraction efficiency; Another object of the present invention is to provide a light emitting diode including a second reflection layer that reflects light in the wavelength band and the blue wavelength band.

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による発光ダイオードは、前面及び背面を有する第1導電型半導体層と、前面及び背面を有する第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層の背面と前記第2導電型半導体層の前面との間に形成された活性層と、前記第2導電型半導体層の背面上に形成された第2導電型反射層と、前記第2導電型半導体層とは反対側である前記第2導電型反射層の背面上に形成されてUVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射する反射部と、を備え、前記第2導電型反射層は、前記UVA波長帯域である315nm〜420nm波長帯域の光を反射させるDBR(distributed Bragg reflector)ユニット層を複数含み、前記DBRユニット層は、低屈折率層と、前記低屈折率層に隣接する高屈折率層と、を含み、前記反射部は、オーミックコンタクトを向上させるための第2導電型中間層と、前記UVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射させるための金属反射層と、を含み、前記複数のDBRユニット層のうちで、前記反射部に最も近く位置するDBRユニット層の第2導電型不純物ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層よりも高いことを特徴とする。 The light emitting diode according to one aspect of the present invention made to achieve the above object is a first conductive type semiconductor layer having a front surface and a back surface, a second conductive type semiconductor layer having a front surface and a back surface, and the first conductive type. An active layer formed between a back surface of the semiconductor layer and a front surface of the second conductive type semiconductor layer; a second conductive type reflective layer formed on a back surface of the second conductive type semiconductor layer; A reflection part formed on the back surface of the second conductive type reflective layer opposite to the conductive type semiconductor layer and reflecting light in the UVA wavelength band and the blue wavelength band. Includes a plurality of DBR (distributed Bragg reflector) unit layers that reflect light in the UVA wavelength band of 315 nm to 420 nm, and the DBR unit layer is adjacent to the low refractive index layer and the low refractive index layer. includes a high refractive index layer, and the front Symbol reflective portion, a metal reflective layer for reflecting a second conductivity type intermediate layer for improving an ohmic contact, the light of the UVA wavelength band and a blue wavelength band, Of the plurality of DBR unit layers, the second conductivity type impurity doping concentration of the DBR unit layer located closest to the reflection portion is higher than the remaining DBR unit layers.

前記第2導電型中間層の厚さは、10nm〜150nmであることが好ましい。
前記第2導電型反射層の厚さは、60nm〜1500nmであることが好ましい。
前記第1導電型半導体層はn型半導体層であり、前記第2導電型半導体層はp型半導体層であり得る。
前記金属反射層は、銀(Ag)を含み得る。
前記第1導電型半導体層の前面上にサファイア基板が位置し得る。
前記第2導電型半導体層と前記第2導電型反射層との間に形成された位相整合層(phase−matching layer)をさらに含み得る。
The thickness of the second conductive type intermediate layer is preferably 10 nm to 150 nm.
The thickness of the second conductive type reflection layer is preferably 60 nm to 1500 nm.
The first conductive type semiconductor layer may be an n type semiconductor layer, and the second conductive type semiconductor layer may be a p type semiconductor layer.
The metal reflective layer may include silver (Ag).
A sapphire substrate may be located on the front surface of the first conductive semiconductor layer.
The semiconductor device may further include a phase-matching layer formed between the second conductive semiconductor layer and the second reflective layer.

前記DBRユニット層の個数は、前記第2導電型反射層の反射率が80%以上になるように調節されることが好ましい The number of DBR unit layer, the reflectance of the second conductivity type reflective layer is preferably adjusted to be 80% or more.

前記低屈折率層及び前記高屈折率層のそれぞれの厚さは、30nm〜50nmであり得る。
前記第2導電型反射層において、前記DBRユニット層は3つ以上繰り返され、前記第2導電型半導体層の背面に最も近く位置する最初の3つのDBRユニット層の第2導電型不純物ドーピング濃度である第1ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層のドーピング濃度である第2ドーピング濃度よりも低いことが好ましい。
Each of the low refractive index layer and the high refractive index layer may have a thickness of 30 nm to 50 nm.
In the second conductive type reflection layer, three or more of the DBR unit layers are repeated, and the first conductive type DBR unit layers located closest to the back surface of the second conductive type semiconductor layer have the second conductive type impurity doping concentration. It is preferable that a certain first doping concentration is lower than a second doping concentration that is a doping concentration of the remaining DBR unit layers.

上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様による発光ダイオードは、前面及び背面を有する第1導電型半導体層と、前面及び背面を有する第2導電型半導体層と、前記第1導電型半導体層の背面と前記第2導電型半導体層の前面との間に形成された活性層と、前記第2導電型半導体層の背面上に形成された第2導電型反射層と、前記第2導電型半導体層とは反対側である前記第2導電型反射層の背面上に形成されてUVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射し、前記第2導電型半導体層に電気的に連結された反射部と、を備え、前記第2導電型反射層は、前記UVA波長帯域である315nm〜420nm波長帯域の光を反射させるDBR(distributed Bragg reflector)ユニット層を複数含み、前記複数のDBRユニット層のうちで、前記反射部に最も近く位置するDBRユニット層の第2導電型不純物ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層より高いことを特徴とする。 A light emitting diode according to another aspect of the present invention made to achieve the above object is a first conductive type semiconductor layer having a front surface and a back surface, a second conductive type semiconductor layer having a front surface and a back surface, and the first conductive type semiconductor layer. An active layer formed between the back surface of the second conductivity type semiconductor layer and the front surface of the second conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type reflection layer formed on the back surface of the second conductivity type semiconductor layer, and the second conductivity type semiconductor layer is formed on the back surface of which is opposite said second conductivity type reflective layer reflects light U VA wave length band range and the blue wavelength band, the electrical to the second conductive semiconductor layer manner and a reflecting portion that is connected, the second conductive type reflective layer, a pre-Symbol DBR (distributed Bragg reflector) unit layer for reflecting light 315nm~420nm wavelength band is a U VA wave length band area includes a plurality, of the previous SL plurality of DBR unit layer, a second conductivity type impurity doping concentration of the DBR unit layer located closest to the reflective portion, being higher than the rest of the DBR unit layer.

前記DBRユニット層は、低屈折率層と、前記低屈折率層に隣接する高屈折率層と、を含み、前記低屈折率層及び前記高屈折率層のそれぞれの厚さは、30nm〜50nmであることが好ましい。
前記反射部は、前記第2導電型反射層に隣接して、前記第2導電型反射層と前記反射部とのオーミックコンタクトを向上させるための第2導電型中間層と、前記UVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射させるための金属反射層と、を含み得る。
The DBR unit layer includes a low refractive index layer and a high refractive index layer adjacent to the low refractive index layer, and each of the low refractive index layer and the high refractive index layer has a thickness of 30 nm to 50 nm. Is preferred.
The reflective part is adjacent to the second conductive type reflective layer, has a second conductive type intermediate layer for improving ohmic contact between the second conductive type reflective layer and the reflective part, the UVA wavelength band, and And a metal reflective layer for reflecting light in the blue wavelength band.

前記第2導電型中間層の厚さは、10nm〜150nmであることが好ましい。
前記第2導電型中間層の厚さは、60nm〜1500nmであることが好ましい。
The thickness of the second conductive type intermediate layer is preferably 10 nm to 150 nm.
The second conductive type intermediate layer preferably has a thickness of 60 nm to 1500 nm.

本発明によれば、短波長(UVA波長)帯域を反射させる第1反射層と、短波長(UVA波長)帯域及び青色波長帯域を反射させる第2反射層とを含む発光ダイオードを提供することによって、UVA波長帯域及び青色波長帯域を含む広い波長帯域で高い反射率を有するようにし、光抽出効率をさらに向上させる効果を奏する。 According to the present invention, there is provided a light emitting diode including a first reflective layer that reflects a short wavelength (UVA wavelength) band and a second reflective layer that reflects a short wavelength (UVA wavelength) band and a blue wavelength band. , And has a high reflectance in a wide wavelength band including the UVA wavelength band and the blue wavelength band, thereby further improving the light extraction efficiency.

アルミニウム(Al)、金(Au)、及び銀(Ag)の波長帯域に対する反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance with respect to the wavelength band of aluminum (Al), gold (Au), and silver (Ag). 本発明の一実施形態による発光ダイオードの断面図である。1 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光ダイオードの波長に対する反射率を示すグラフである。3 is a graph showing a reflectance of a light emitting diode with respect to a wavelength according to an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による発光ダイオードにおいて、第2導電型反射層を構成するDBRユニット層の低屈折率層及び高屈折率層に対応する位置におけるアルミニウム(Al)の含量の一例を示す図である。In the light emitting diode according to an embodiment of the present invention, a diagram showing an example of the content of aluminum (Al) in the position corresponding to the low refractive index layer and the high refractive index layer of the DBR unit layer constituting the second conductive type reflection layer. is there. 本発明の一実施形態による発光ダイオードにおいて、第2導電型反射層を構成するDBRユニット層の低屈折率層及び高屈折率層に対応する位置におけるアルミニウム(Al)の含量の他の例を示す図である。In the light emitting diode according to one embodiment of the present invention, another example of the content of aluminum (Al) at the positions corresponding to the low refractive index layer and the high refractive index layer of the DBR unit layer that constitutes the second conductive type reflection layer will be shown. It is a figure. DBRユニット層に含まれる多様な形態のアルミニウム組成プロファイルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing various forms of aluminum composition profiles included in a DBR unit layer.

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific examples of modes for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、アルミニウム(Al)、金(Au)、及び銀(Ag)の波長帯域に対する反射率を示すグラフである。銀(Ag)を含む金属電極は、反射層として用いることができる。しかし、銀の場合、青色波長帯域では反射率が非常に良好(高い)であるが、概ね315nm〜420nmの波長帯域であるUVA波長帯域では、図1に示すように反射率が良好でない。よって、UVA波長帯域の光を用いる白色発光ダイオードを具現しようとする場合、反射層として銀を使用することは難しい。 FIG. 1 is a graph showing the reflectance with respect to the wavelength bands of aluminum (Al), gold (Au), and silver (Ag). A metal electrode containing silver (Ag) can be used as the reflective layer. However, in the case of silver, the reflectance is very good (high) in the blue wavelength band, but the reflectance is not good in the UVA wavelength band, which is a wavelength band of approximately 315 nm to 420 nm, as shown in FIG. Therefore, it is difficult to use silver as the reflective layer when implementing a white light emitting diode using light in the UVA wavelength band.

そこで、UVA波長帯域の光を反射するために反射層又は電極としてアルミニウム(Al)を使用する。図1に示すように、アルミニウム(Al)は、UVA波長帯域に対して反射率が良好(高い)であるが、p型半導体層とアルミニウムとの間のオーミックコンタクトが良好ではなく、さらにアルミニウム電極を使用するためには拡散障壁層(diffusion barrier layer)を使用しなければならないので、このための工程が必要になる。 Therefore, aluminum (Al) is used as a reflective layer or an electrode to reflect light in the UVA wavelength band. As shown in FIG. 1, aluminum (Al) has good (high) reflectance in the UVA wavelength band, but the ohmic contact between the p-type semiconductor layer and aluminum is not good, and the aluminum electrode Since a diffusion barrier layer has to be used in order to use, a process for this is required.

図2は、本発明の一実施形態による発光ダイオードの断面図であり、図3は、本発明の一実施形態による発光ダイオードの波長に対する反射率を示すグラフであり、図4は、本発明の一実施形態による発光ダイオードにおいて、第2導電型反射層を構成するDBRユニット層の低屈折率層及び高屈折率層に対応する位置におけるアルミニウム(Al)の含量の一例を示す図であり、図5は、本発明の一実施形態による発光ダイオードにおいて、第2導電型反射層を構成するDBRユニット層の低屈折率層及び高屈折率層に対応する位置におけるアルミニウム(Al)の含量の他の例を示す図であり、図6は、DBRユニット層に含まれる多様な形態のアルミニウム組成プロファイルを示す図である。各図に示した発光ダイオードは、フリップチップ型発光ダイオードであり、以下、これに関して集中的に記述するが、本発明は、フリップチップ型発光ダイオードに限定されるものではなく、垂直型発光ダイオードにもそのまま適用可能である。また、各図において、各層の厚さは、説明の便宜上、誇張又は概略的に示している。 2 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 3 is a graph showing reflectance of a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention with respect to wavelength, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of the content of aluminum (Al) at positions corresponding to the low refractive index layer and the high refractive index layer of the DBR unit layer that constitutes the second conductive type reflection layer in the light emitting diode according to the embodiment. In the light emitting diode according to the exemplary embodiment of the present invention, reference numeral 5 represents another content of aluminum (Al) at positions corresponding to the low refractive index layer and the high refractive index layer of the DBR unit layer that constitutes the second conductive type reflection layer. FIG. 6 is a diagram showing an example, and FIG. 6 is a diagram showing aluminum composition profiles of various forms included in the DBR unit layer. The light emitting diode shown in each figure is a flip-chip type light emitting diode, and the following description will be focused on this, but the present invention is not limited to the flip chip type light emitting diode, and may be a vertical type light emitting diode. Can be applied as is. Further, in each drawing, the thickness of each layer is exaggerated or schematically shown for convenience of description.

まず、図2を参照して本発明の一実施形態による発光ダイオードを説明する。図2に示すように、発光ダイオードは、サファイア基板10、第1導電型半導体層20、活性層30、第2導電型半導体層40、第2導電型反射層50、第1電極80、第2電極としての反射部(72、74)、及び位相整合層90を含む。 First, a light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the light emitting diode includes a sapphire substrate 10, a first conductivity type semiconductor layer 20, an active layer 30, a second conductivity type semiconductor layer 40, a second conductivity type reflection layer 50, a first electrode 80, and a second electrode. The reflection part (72, 74) as an electrode and the phase matching layer 90 are included.

第1導電型半導体層20及び第2導電型半導体層40は、それぞれ前面及び背面を有する。図2において、第1導電型半導体層20はn型半導体層であり、第2導電型半導体層40はp型半導体層である。第1導電型半導体層20、第2導電型半導体層40、及び第2導電型反射層50のそれぞれの前面は、図2上で上側に向いた面を示し、背面は、図2上で下側に向いた面を示す。 The first conductive type semiconductor layer 20 and the second conductive type semiconductor layer 40 have a front surface and a back surface, respectively. In FIG. 2, the first conductivity type semiconductor layer 20 is an n-type semiconductor layer, and the second conductivity type semiconductor layer 40 is a p-type semiconductor layer. The front surface of each of the first conductive type semiconductor layer 20, the second conductive type semiconductor layer 40, and the second conductive type reflective layer 50 is the surface facing upward in FIG. 2, and the back surface is the lower surface in FIG. Shows the side facing.

活性層30は、第1導電型半導体層20の背面と第2導電型半導体層40の前面との間に形成される。活性層30は、電子と正孔との再結合によって光が発生する層であって、多重量子井戸構造(MQW:multiple quantum well)に形成する。例えば、活性層30は、InGaN、AlGaN、AlGaInN、又はGaNなどの窒化物半導体層で構成される。 The active layer 30 is formed between the back surface of the first conductive type semiconductor layer 20 and the front surface of the second conductive type semiconductor layer 40. The active layer 30 is a layer in which light is generated by recombination of electrons and holes, and is formed in a multiple quantum well (MQW) structure. For example, the active layer 30 is composed of a nitride semiconductor layer such as InGaN, AlGaN, AlGaInN, or GaN.

第1導電型半導体層20、活性層30、及び第2導電型半導体層40は、化学気相蒸着法(CVD:chemical vapor deposition)、金属有機化学蒸着法(MOCVD)、プラズマ化学気相蒸着法(PECVD:plasma−enhanced chemical vapor deposition)、分子線成長法(MBE)、水素化物気相成長法(HVPE:hydride vapor phase epitaxy)などの蒸着及び成長方法によって形成される。 The first conductive type semiconductor layer 20, the active layer 30, and the second conductive type semiconductor layer 40 are formed by chemical vapor deposition (CVD), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), plasma chemical vapor deposition. (PECVD: plasma-enhanced chemical vapor deposition), molecular beam epitaxy (MBE), hydride vapor phase epitaxy (HVPE: hybrid vapor phase epitaxy) and the like.

第1電極80は、第1導電型半導体層20に電気的に連結される構成要素であり、反射部(72、74)は、第2導電型反射層50の背面上に形成されて、第2電極として機能するものであって、オーミックコンタクトを向上させるための第2導電型中間層72と、UVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射させるための金属反射層74とを含む。例えば、第1電極80は、n型半導体層20に電気的に連結される電極であり、反射部(72、74)は、p型半導体層40に電気的に連結される第2電極として機能する。反射部の金属反射層74は、以下で説明する第2導電型反射層50が第1反射層として機能する際に、第2反射層として機能する。第2導電型中間層72の厚さは、概ね10nm〜150nmである。 The first electrode 80 is a component electrically connected to the first conductive type semiconductor layer 20, and the reflective portion 72, 74 is formed on the back surface of the second conductive type reflective layer 50. The second conductive type intermediate layer 72 serves to function as two electrodes and improves ohmic contact, and a metal reflection layer 74 for reflecting light in the UVA wavelength band and the blue wavelength band. For example, the first electrode 80 is an electrode electrically connected to the n-type semiconductor layer 20, and the reflection part (72, 74) functions as a second electrode electrically connected to the p-type semiconductor layer 40. To do. The metal reflective layer 74 of the reflective portion functions as the second reflective layer when the second conductive type reflective layer 50 described below functions as the first reflective layer. The thickness of the second conductivity type intermediate layer 72 is approximately 10 nm to 150 nm.

第2導電型反射層50は、第2導電型半導体層40の背面上に、すなわち、第2導電型半導体層40の背面と反射部(72、74)との間に形成され、活性層から第2導電型半導体層40を通過して放出される短波長帯域の光を反射する。ここで、短波長帯域は、UVA波長帯域に該当し、概ね315nm〜420nm帯域の波長を有する。 The second conductive type reflective layer 50 is formed on the back surface of the second conductive type semiconductor layer 40, that is, between the back surface of the second conductive type semiconductor layer 40 and the reflective portion (72, 74), and is formed from the active layer. The light in the short wavelength band emitted through the second conductive type semiconductor layer 40 is reflected. Here, the short wavelength band corresponds to the UVA wavelength band and has a wavelength of approximately 315 nm to 420 nm.

第2導電型反射層50は、複数のDBRユニット層(50a、50b、50c、…、50z)を含む。以下では、DBRユニット層(50a、50b、50c、…、50z)のうちのいずれか一つであって、代表的に50aを例に挙げて説明する。DBRユニット層50aは、低屈折率層50a1と、低屈折率層50a1に隣接する高屈折率層50a2とを含み、低屈折率層50a1は、AlGa1−xN(0<x≦1)を含み、高屈折率層50a2は、AlGa1−yN(0≦y<1、y<x)を含む。第2導電型反射層50に含まれるDBRユニット層(50a、50b、50c、…、50z)の個数は可変である。DBRユニット層の個数は、第2導電型反射層50の反射率が概ね80%以上になるように調節する。低屈折率層50a1及び高屈折率層50a2の説明で使用する「隣接する」という用語は、他の構成要素の介在なしに直接隣接することを意味するか、又は他の構成要素が介在した状態で隣接することを意味する。 The second conductive type reflection layer 50 includes a plurality of DBR unit layers (50a, 50b, 50c,..., 50z). Hereinafter, one of the DBR unit layers (50a, 50b, 50c,..., 50z), which is representative of 50a, will be described as an example. The DBR unit layer 50a includes a low-refractive index layer 50a1 and a high-refractive index layer 50a2 adjacent to the low-refractive index layer 50a1, and the low-refractive index layer 50a1 is formed of Al x Ga 1-x N (0<x≦1. ) wherein the high refractive index layer 50a2 includes Al y Ga 1-y N ( 0 ≦ y <1, y <x). The number of DBR unit layers (50a, 50b, 50c,..., 50z) included in the second conductive type reflection layer 50 is variable. The number of DBR unit layers is adjusted so that the reflectance of the second conductive type reflection layer 50 is approximately 80% or more. As used in the description of the low refractive index layer 50a1 and the high refractive index layer 50a2, the term "adjacent" means that the layers are directly adjacent to each other without intervening other components, or in a state where other components are intervening. Means adjacent to each other.

図2に示すように、第2導電型反射層50が複数のDBRユニット層(50a、50b、50c、…、50z)を含む状態である場合、低屈折率層50a1及び高屈折率層50a2が継続して交互に繰り返されるパターンになる。 As shown in FIG. 2, when the second conductive type reflection layer 50 includes a plurality of DBR unit layers (50a, 50b, 50c,..., 50z), the low refractive index layer 50a1 and the high refractive index layer 50a2 are The pattern will be repeated continuously and alternately.

例えば、第2導電型半導体層40がp型半導体層である場合、第2導電型反射層50はp型DBRである。また、低屈折率層50a1及び高屈折率層50a2は、それぞれ上述したようにAlGa1−xN(0<x≦1)及びAlGa1−yN(0≦y<1、y<x)を含むが、GaNの屈折率(UV帯域で約2.4)に比べてAlNの屈折率がより低いので、低屈折率層50a1が高屈折率層50a2に比べて常にAlの含量をより高く含むように構成される。 For example, when the second conductive type semiconductor layer 40 is a p-type semiconductor layer, the second conductive type reflective layer 50 is a p-type DBR. The low-refractive index layer 50a1 and the high-refractive index layer 50a2 are Al x Ga 1-x N (0<x≦1) and Al y Ga 1-y N (0≦y<1, y, respectively) as described above. <x), but since the refractive index of AlN is lower than the refractive index of GaN (about 2.4 in the UV band), the low refractive index layer 50a1 always has a higher Al content than the high refractive index layer 50a2. Is included higher.

低屈折率層50a1及び高屈折率層50a2の一般式において、低屈折率層50a1はAlGa1−xNであり、高屈折率層50a2はAlGa1−yNである。ここで、xとyとの間の関係式は、0≦y<x≦1である。すなわち、低屈折率層50a1のアルミニウム(Al)の含量が高屈折率層50a2のアルミニウム(Al)の含量より高い。さらに、低屈折率層50a1及び高屈折率層50a2の組成を段階的に変化させて、エネルギーバンドの急激な変化を減少できるようにする。上記の式に基づいて説明すると、例えば、低屈折率層50a1はAlNからなり、高屈折率層50a2はGaNからなる。 In the general formula of the low refractive index layer 50a1 and a high refractive index layer 50a2, a low refractive index layer 50a1 is Al x Ga 1-x N, the high refractive index layer 50a2 is Al y Ga 1-y N. Here, the relational expression between x and y is 0≦y<x≦1. That is, the content of aluminum (Al) in the low refractive index layer 50a1 is higher than the content of aluminum (Al) in the high refractive index layer 50a2. Further, the compositions of the low refractive index layer 50a1 and the high refractive index layer 50a2 are changed stepwise so that the rapid change of the energy band can be reduced. Describing based on the above formula, for example, the low refractive index layer 50a1 is made of AlN, and the high refractive index layer 50a2 is made of GaN.

また、図2に示すように、第2導電型反射層50が複数のDBRユニット層(50a、50b、50c、…、50z)を含む場合、複数のDBRユニット層(50a、50b、50c、…、50z)のうちで、第2電極となる反射部(72、74)に最も近く位置するDBRユニット層50zの第2導電型不純物ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層より高い。その結果、第2電極となる反射部(72、74)とのオーミックコンタクトを向上させることができる。例えば、第2導電型不純物がp型不純物である場合、p型電極となる反射部(72、74)に最も近く位置する最後のDBRユニット層50zを、最大5×1020cm−3まで高濃度にドーピングされたp型半導体層で形成する。 As shown in FIG. 2, when the second conductive type reflection layer 50 includes a plurality of DBR unit layers (50a, 50b, 50c,..., 50z), a plurality of DBR unit layers (50a, 50b, 50c,. , 50z), the second conductivity type impurity doping concentration of the DBR unit layer 50z located closest to the reflection part (72, 74) serving as the second electrode is higher than the remaining DBR unit layers. As a result, ohmic contact with the reflection part (72, 74) which becomes the second electrode can be improved. For example, when the second conductivity type impurity is a p-type impurity, the last DBR unit layer 50z located closest to the reflection part (72, 74) serving as the p-type electrode is increased to a maximum of 5×10 20 cm −3. It is formed of a heavily doped p-type semiconductor layer.

第2導電型反射層50のDBRユニット層(50a、50b、50c、…、50z)において、第2導電型半導体層40の背面に最も近く位置する最初の3つのDBRユニット層(50a、50b、50c)の第2導電型不純物ドーピング濃度である第1ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層の第2導電型不純物ドーピング濃度である第2ドーピング濃度より低くする。これは、第2導電型反射層50において残りの部分に比べて相対的に活性層30に近く位置するDBRユニット層の場合、自由キャリア吸収(free−carrier absorption)が相対的に大きくなるので、これを減少させるためである。第2ドーピング濃度は、第2導電型反射層50において残りのDBRユニット層のドーピング濃度である。例えば、第2ドーピング濃度は、概ね1×1018cm−3〜1×1021cm−3であり、最初の3つのDBRユニット層(50a、50b、50c)の第2導電型不純物ドーピング濃度である第1ドーピング濃度は、概ね1×1016cm−3〜5×1017cm−3である。第2導電型反射層50の全体厚さは、例えば、概ね60nm〜1500nmであり、DBRユニット層(例えば、50a)の厚さは概ね60nm〜100nmである。また、DBRユニット層(例えば、50a)において、低屈折率層50a1及び高屈折率層50a2のそれぞれの厚さは概ね30nm〜50nmである。 In the DBR unit layers (50a, 50b, 50c,..., 50z) of the second conductive type reflection layer 50, the first three DBR unit layers (50a, 50b, 50a, 50b, which are located closest to the back surface of the second conductive type semiconductor layer 40). The first doping concentration, which is the second conductivity type impurity doping concentration of 50c), is lower than the second doping concentration that is the second conductivity type impurity doping concentration of the remaining DBR unit layers. This is because the free carrier absorption of the DBR unit layer, which is located closer to the active layer 30 than the rest of the second conductive type reflection layer 50, is relatively large. This is to reduce this. The second doping concentration is the doping concentration of the remaining DBR unit layer in the second conductive type reflection layer 50. For example, the second doping concentration is approximately 1×10 18 cm −3 to 1×10 21 cm −3, which is the second conductivity type impurity doping concentration of the first three DBR unit layers (50a, 50b, 50c). The certain first doping concentration is approximately 1×10 16 cm −3 to 5×10 17 cm −3 . The total thickness of the second conductive type reflection layer 50 is, for example, approximately 60 nm to 1500 nm, and the thickness of the DBR unit layer (for example, 50a) is approximately 60 nm to 100 nm. In the DBR unit layer (for example, 50a), the low refractive index layer 50a1 and the high refractive index layer 50a2 each have a thickness of approximately 30 nm to 50 nm.

位相整合層90は、第2導電型半導体層40と第2導電型反射層50との間に追加されるものであって、有効反射率を極大化するための層である。この位相整合層90の第2導電型不純物ドーピング濃度も、最初の3つのDBRユニット層(50a、50b、50c)と同様に、自由キャリア吸収を減少させるために第2導電型不純物ドーピング濃度を第2ドーピング濃度より低下させる。例えば、第2ドーピング濃度は、概ね1×1018cm−3〜1×1021cm−3であり、最初の3つのDBRユニット層(50a、50b、50c)の第2導電型不純物ドーピング濃度及び位相整合層の第2不純物ドーピング濃度のすべては、1×1016cm−3〜5×1017cm−3である。例えば、位相整合層90は、AlGa1−xN(0<x<1)を含み、厚さは5nm〜50nmである。 The phase matching layer 90 is added between the second conductive type semiconductor layer 40 and the second conductive type reflective layer 50, and is a layer for maximizing the effective reflectance. As with the first three DBR unit layers (50a, 50b, 50c), the second conductivity type impurity doping concentration of the phase matching layer 90 is set to the second conductivity type impurity doping concentration to reduce free carrier absorption. 2 Lower than the doping concentration. For example, the second doping concentration is approximately 1×10 18 cm −3 to 1×10 21 cm −3 , and the second conductivity type impurity doping concentration of the first three DBR unit layers (50a, 50b, 50c) and All the second impurity doping concentrations of the phase matching layer are 1×10 16 cm −3 to 5×10 17 cm −3 . For example, the phase matching layer 90 includes Al x Ga 1-x N ( 0 <x <1), thickness is 5 nm to 50 nm.

このように、本発明は、UVA波長帯域を反射させる第1反射層として機能する第2導電型反射層50と、UVA波長帯域及び青色波長帯域を反射させる第2反射層として機能する金属反射層74と、を含む発光ダイオードを提供するものであって、本発明による発光ダイオードは、UVA波長帯域を含む広い波長帯域で高い反射率を有し、光抽出効率をより向上させるようになる。さらに、p型半導体層の方向に伝播する光を反射させて、光効率を向上させるために導電型DBRを追加することによって、既存の非導電型DBRを形成した場合に電流経路を形成するための追加工程を削減できるという長所がある。 As described above, according to the present invention, the second conductive type reflection layer 50 that functions as the first reflection layer that reflects the UVA wavelength band and the metal reflection layer that functions as the second reflection layer that reflects the UVA wavelength band and the blue wavelength band. 74, the light emitting diode according to the present invention has a high reflectance in a wide wavelength band including the UVA wavelength band and further improves the light extraction efficiency. Further, by reflecting the light propagating in the direction of the p-type semiconductor layer and adding a conductive type DBR to improve the light efficiency, a current path is formed when an existing non-conductive type DBR is formed. It has an advantage that the additional process of can be reduced.

次に、図2に示した本発明の一実施形態による発光ダイオードの波長(wavelength)に対する反射率(reflectance)を示す図3を参照すると、セクション2(S2)より短波長の帯域(セクション1(S1)及びそれ以下の帯域)は、白色発光ダイオードの具現に使用されない波長帯域(UVB、UVCと定義される)であり、セクション2は、UVA波長帯域(315nm〜420nm)の一部であって、図2における第2導電型反射層50によって主に反射される。セクション2において、図中の実線で示すように、この波長帯域で第2導電型反射層50は90%(0.9)以上の反射率を示す。そして、セクション3は、UVA波長帯域の一部と青色波長帯域であって、この部分の反射は、図中の破線で示すように、金属反射層74によって反射される。図中の破線は、銀を金属反射層74として使用した場合である。そのため、本実施形態は、UVA波長帯域を反射させる第1反射層として機能する第2導電型反射層50と、UVA波長帯域及び青色波長帯域を反射させる第2反射層として機能する金属反射層74とを含む発光ダイオードを提供することによって、UVA波長帯域を含む広い波長帯域で高い反射率を有し、光抽出効率がさらに向上するようになる。 Next, referring to FIG. 3 showing the reflectance with respect to the wavelength of the light emitting diode according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, referring to FIG. S1) and below) are wavelength bands (defined as UVB and UVC) that are not used to implement white light emitting diodes, and Section 2 is a part of the UVA wavelength band (315 nm to 420 nm). 2 is mainly reflected by the second conductive type reflection layer 50 in FIG. In Section 2, as indicated by the solid line in the figure, the second-conductivity-type reflective layer 50 exhibits a reflectance of 90% (0.9) or more in this wavelength band. Then, the section 3 is a part of the UVA wavelength band and a blue wavelength band, and the reflection of this part is reflected by the metal reflection layer 74, as shown by the broken line in the figure. The broken line in the figure shows the case where silver is used as the metal reflective layer 74. Therefore, in the present embodiment, the second conductive type reflection layer 50 that functions as the first reflection layer that reflects the UVA wavelength band, and the metal reflection layer 74 that functions as the second reflection layer that reflects the UVA wavelength band and the blue wavelength band. By providing the light emitting diode including and, the light extraction efficiency is further improved by having a high reflectance in a wide wavelength band including the UVA wavelength band.

図2を参照して説明した本発明の一実施形態による発光ダイオードにおいて、DBRユニット層(例えば、50a)の低屈折率層50a1が、AlGa1−xN(0<x≦1)を含み、高屈折率層50a2が、AlGa1−yN(0≦y<1、y<x)を含む場合を説明した。これに対応して、第2導電型反射層50のアルミニウム(Al)の含量を図で説明する。それらの各例を、図4〜図6に示す。各図において、x軸は第2導電型反射層50の位置を示し、y軸はAlの含量を示す。ここで、図2に示す第2導電型反射層50の上下方向に沿った位置がx軸に対応する。 In the light emitting diode according to the exemplary embodiment of the present invention described with reference to FIG. 2, the low refractive index layer 50a1 of the DBR unit layer (for example, 50a) may include Al x Ga 1-x N (0<x≦1). wherein, the high refractive index layer 50a2 is explained the case of including the Al y Ga 1-y N ( 0 ≦ y <1, y <x). Correspondingly, the content of aluminum (Al) in the second conductive type reflection layer 50 will be described with reference to the drawings. Each of these examples is shown in FIGS. In each figure, the x-axis shows the position of the second conductive type reflection layer 50, and the y-axis shows the Al content. Here, the position along the vertical direction of the second conductive type reflection layer 50 shown in FIG. 2 corresponds to the x axis.

まず、図4を参照すると、aは低屈折率層50a1であり、bは高屈折率層50a2であり、a+bはDBRユニット層50aである。このように低屈折率層50a1ではAlの含量が最も高いので、低屈折率層50a1は実質的にAlN層になる。そして、高屈折率層50a2では、Alの含量が最も低いので、高屈折率層50a2は実質的にGaN層になる。よって、この場合、第2導電型反射層50はAlN層とGaN層とが交互に繰り返されるパターンになる。 First, referring to FIG. 4, a is a low refractive index layer 50a1, b is a high refractive index layer 50a2, and a+b is a DBR unit layer 50a. As described above, since the low refractive index layer 50a1 has the highest Al content, the low refractive index layer 50a1 is substantially an AlN layer. Since the high refractive index layer 50a2 has the lowest Al content, the high refractive index layer 50a2 is substantially a GaN layer. Therefore, in this case, the second conductive type reflection layer 50 has a pattern in which the AlN layers and the GaN layers are alternately repeated.

次に、図5を参照すると、aは低屈折率層50a1であり、bは高屈折率層50a2である。本例において、DBRユニット層50aは、低屈折率層50a1と高屈折率層50a2との間にAlの含量が漸次低くなる第1トランジション部t1を含み、高屈折率層50a2とその次のDBRユニット層(図1の50b)における低屈折率層50a1との間に含量が漸次高くなる第2トランジション部t2を含む。図5の場合、0.5t2+a+0.5t1が低屈折率層であり、0.5t1+b+0.5t2が高屈折率層であり、a+b+t1+t2は一つのDBRユニット層の全体厚さである。波長との関係を考慮すると、一つのDBRユニット層の光学的厚さ、すなわち、a+b+t1+t2は、λ/2になるように設計する。また、一つのDBRユニット層内において、低屈折率層50a1及び高屈折率層50a2のそれぞれの厚さは、λ/4になるように設計する。第1トランジション部t1と第2トランジション部t2のAlの含量プロファイルは多様な形態になり、例えば、線形又は二次曲線の形態である。 Next, referring to FIG. 5, a is a low refractive index layer 50a1 and b is a high refractive index layer 50a2. In this example, the DBR unit layer 50a includes a first transition part t1 having a gradually lower Al content between the low refractive index layer 50a1 and the high refractive index layer 50a2, and includes the high refractive index layer 50a2 and the next DBR layer 50a2. The unit layer (50b in FIG. 1) includes a second transition part t2 having a gradually increasing content with the low refractive index layer 50a1. In the case of FIG. 5, 0.5t2+a+0.5t1 is a low refractive index layer, 0.5t1+b+0.5t2 is a high refractive index layer, and a+b+t1+t2 is the total thickness of one DBR unit layer. Considering the relationship with the wavelength, the optical thickness of one DBR unit layer, that is, a+b+t1+t2 is designed to be λ/2. Further, the thickness of each of the low refractive index layer 50a1 and the high refractive index layer 50a2 is designed to be λ/4 in one DBR unit layer. The Al content profile of the first transition part t1 and the second transition part t2 may have various forms, for example, a linear or quadratic curve form.

図6を参照すると、第1トランジション部t1の開始点P3と終了点P4、そして、第2トランジション部t2の開始点P1と終了点P2、すなわち、各異種接合点(P1、P2、P3、P4)は、Alの含量が漸次変化せずに急激に変化するポイントであるが、この地点にのみデルタドーピングを行い、エネルギーバンドの急激な変化を減少させる。なお、本明細書中において、各図のプロファイルに関する説明は、Alの含量を基準にして説明しているが、DBRユニット層は、AlGa1−xN(0<x≦1)及びAlGa1−yN(0≦y<1、y<x)からなるので、Gaの含量もそれに対応して変化する。 Referring to FIG. 6, a start point P3 and an end point P4 of the first transition part t1, and a start point P1 and an end point P2 of the second transition part t2, that is, respective dissimilar junction points (P1, P2, P3, P4). ) Is a point where the Al content does not change gradually but changes rapidly, and delta doping is performed only at this point to reduce the rapid change in the energy band. In the present specification, the description of the profile of each figure is based on the content of Al, but the DBR unit layer includes Al x Ga 1-x N (0<x≦1) and Al. Since it consists of y Ga 1-y N (0≦y<1, y<x), the Ga content also changes correspondingly.

一般に、デルタドーピング(delta doping)は、デルタ関数(delta function)などのプロファイルでドーピングする方法であって、第2導電型反射層50におけるドーピング過程でバックグラウンドドーピングを高める場合、自由キャリア吸収が全体的に大きくなるので、これを防止するために、本実施形態のように、第2ドーピング濃度を1×1018cm−3〜1×1021cm−3の水準にし、Alの含量が変化する部分、すなわち、各トランジション部(t1、t2)にのみこのようなデルタドーピングを適用することによって、Alの含量の変化によって発生するエネルギーバンドの急激な変化を減少させ、第2導電型反射層50における抵抗を減少させる。 In general, delta doping is a method of doping with a profile such as a delta function, and when background doping is increased in the doping process of the second conductive type reflective layer 50, free carrier absorption is reduced. In order to prevent this, the second doping concentration is set to a level of 1×10 18 cm −3 to 1×10 21 cm −3 and the content of Al changes in order to prevent this. By applying such delta doping only to a portion, that is, each transition portion (t1, t2), abrupt changes in energy band caused by changes in Al content are reduced, and the second conductive type reflection layer 50 is formed. Reduce the resistance at.

以上のように、本発明は、新たな概念の発光ダイオードを提供することによって、従来のp型半導体層上に非導電型DBRを形成する場合に比べて、電流経路を形成するための銀やアルミニウムなどのp型半導体層との機械的/電気的接合性能が良好でない金属反射電極を使用する必要がないだけでなく、追加的な金属反射層を使用しなくても光効率を大幅に向上させることができる。 As described above, the present invention provides a light emitting diode having a new concept, and thus silver or silver for forming a current path is provided as compared with the case of forming a non-conductive DBR on a conventional p-type semiconductor layer. Not only does it need to use metal reflective electrodes that do not have good mechanical/electrical contact performance with p-type semiconductor layers such as aluminum, but it also significantly improves light efficiency without the use of additional metal reflective layers. Can be made.

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。 The embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are made without departing from the technical scope of the present invention. It is possible to carry out.

10 サファイア基板
20 第1導電型半導体層
30 活性層
40 第2導電型半導体層
50 第2導電型反射層
50a、50b、50c、…、50z DBRユニット層
50a1 低屈折率層
50a2 高屈折率層
72 (反射部の)第2導電型中間層
74 (反射部の)金属反射層
80 第1電極
90 位相整合層

10 Sapphire substrate 20 1st conductivity type semiconductor layer 30 Active layer 40 2nd conductivity type semiconductor layer 50 2nd conductivity type reflective layer 50a, 50b, 50c,..., 50z DBR unit layer 50a1 Low refractive index layer 50a2 High refractive index layer 72 Second conductive type intermediate layer (of reflection part) 74 Metal reflection layer (of reflection part) 80 First electrode 90 Phase matching layer

Claims (15)

前面及び背面を有する第1導電型半導体層と、
前面及び背面を有する第2導電型半導体層と、
前記第1導電型半導体層の背面と前記第2導電型半導体層の前面との間に形成された活性層と、
前記第2導電型半導体層の背面上に形成された第2導電型反射層と、
前記第2導電型半導体層とは反対側である前記第2導電型反射層の背面上に形成されてUVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射する反射部と、を備え、
前記第2導電型反射層は、
前記UVA波長帯域である315nm〜420nm波長帯域の光を反射させるDBR(distributed Bragg reflector)ユニット層を複数含み、前記DBRユニット層は、低屈折率層と、前記低屈折率層に隣接する高屈折率層と、を含み
前記反射部は、
オーミックコンタクトを向上させるための第2導電型中間層と、
前記UVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射させるための金属反射層と、を含み、
前記複数のDBRユニット層のうちで、前記反射部に最も近く位置するDBRユニット層の第2導電型不純物ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層よりも高いことを特徴とする発光ダイオード。
A first conductivity type semiconductor layer having a front surface and a back surface;
A second conductivity type semiconductor layer having a front surface and a back surface;
An active layer formed between a back surface of the first conductive type semiconductor layer and a front surface of the second conductive type semiconductor layer;
A second conductive type reflective layer formed on the back surface of the second conductive type semiconductor layer;
A reflector formed on the back surface of the second conductive type reflection layer opposite to the second conductive type semiconductor layer, for reflecting light in the UVA wavelength band and the blue wavelength band,
The second conductive type reflection layer,
The DBR unit layer includes a plurality of DBR (distributed Bragg reflector) unit layers that reflect light in the UVA wavelength band of 315 nm to 420 nm, and the DBR unit layer has a low refractive index layer and a high refractive index adjacent to the low refractive index layer. Including a stratum ,
The reflector is
A second conductive type intermediate layer for improving ohmic contact;
A metal reflective layer for reflecting light in the UVA wavelength band and the blue wavelength band,
Among the plurality of DBR unit layers, the second conductivity type impurity doping concentration of the DBR unit layer located closest to the reflection part is higher than that of the remaining DBR unit layers.
前記第2導電型中間層の厚さは、10nm〜150nmであることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 1, wherein the second conductive type intermediate layer has a thickness of 10 nm to 150 nm. 前記第2導電型反射層の厚さは、60nm〜1500nmであることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode of claim 1, wherein the second conductive type reflection layer has a thickness of 60 nm to 1500 nm. 前記第1導電型半導体層はn型半導体層であり、前記第2導電型半導体層はp型半導体層であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode of claim 1, wherein the first conductive type semiconductor layer is an n type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer is a p type semiconductor layer. 前記金属反射層は銀(Ag)を含むことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 1, wherein the metal reflective layer includes silver (Ag). 前記第1導電型半導体層の前面にサファイア基板が位置することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode of claim 1, wherein a sapphire substrate is located on the front surface of the first conductive semiconductor layer. 前記第2導電型半導体層と前記第2導電型反射層との間に形成された位相整合層(phase−matching layer)をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode of claim 1, further comprising a phase-matching layer formed between the second conductive type semiconductor layer and the second conductive type reflective layer. 前記DBRユニット層の個数は、前記第2導電型反射層の反射率が80%以上になるように調節されることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode of claim 1, wherein the number of the DBR unit layers is adjusted such that the reflectance of the second conductive type reflection layer is 80% or more. 前記低屈折率層及び前記高屈折率層のそれぞれの厚さは、30nm〜50nmであることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 1, wherein each of the low refractive index layer and the high refractive index layer has a thickness of 30 nm to 50 nm. 前記第2導電型反射層において、前記DBRユニット層は3つ以上繰り返され、前記第2導電型半導体層の背面に最も近く位置する最初の3つのDBRユニット層の第2導電型不純物ドーピング濃度である第1ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層のドーピング濃度である第2ドーピング濃度よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 In the second conductive type reflection layer, three or more of the DBR unit layers are repeated, and the first conductive type DBR unit layers located closest to the back surface of the second conductive type semiconductor layer have the second conductive type impurity doping concentration. The light emitting diode of claim 1, wherein a certain first doping concentration is lower than a second doping concentration that is a doping concentration of the remaining DBR unit layer. 前面及び背面を有する第1導電型半導体層と、
前面及び背面を有する第2導電型半導体層と、
前記第1導電型半導体層の背面と前記第2導電型半導体層の前面との間に形成された活性層と、
前記第2導電型半導体層の背面上に形成された第2導電型反射層と、
前記第2導電型半導体層とは反対側である前記第2導電型反射層の背面上に形成されてUVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射し、前記第2導電型半導体層に電気的に連結された反射部と、を備え、
前記第2導電型反射層は、
前記UVA波長帯域である315nm〜420nm波長帯域の光を反射させるDBR(distributed Bragg reflector)ユニット層を複数含み、
前記複数のDBRユニット層のうちで、前記反射部に最も近く位置するDBRユニット層の第2導電型不純物ドーピング濃度は、残りのDBRユニット層よりも高いことを特徴とする発光ダイオード。
A first conductivity type semiconductor layer having a front surface and a back surface;
A second conductivity type semiconductor layer having a front surface and a back surface;
An active layer formed between a back surface of the first conductive type semiconductor layer and a front surface of the second conductive type semiconductor layer;
A second conductive type reflective layer formed on the back surface of the second conductive type semiconductor layer;
The second conductive type semiconductor layer is formed on a back surface of the second conductive type reflective layer opposite to the second conductive type semiconductor layer, reflects light in a UVA wavelength band and a blue wavelength band, and is electrically connected to the second conductive type semiconductor layer. And a reflector connected to
The second conductive type reflection layer,
A plurality of DBR (distributed Bragg reflector) unit layers that reflect light in the UVA wavelength band of 315 nm to 420 nm,
Among the plurality of DBR unit layers, the second conductivity type impurity doping concentration of the DBR unit layer located closest to the reflection part is higher than that of the remaining DBR unit layers.
前記DBRユニット層は、低屈折率層と、前記低屈折率層に隣接する高屈折率層と、を含み、
前記低屈折率層及び前記高屈折率層のそれぞれの厚さは、30nm〜50nmであることを特徴とする請求項11に記載の発光ダイオード。
The DBR unit layer includes a low refractive index layer and a high refractive index layer adjacent to the low refractive index layer,
The light emitting diode according to claim 11, wherein each of the low refractive index layer and the high refractive index layer has a thickness of 30 nm to 50 nm.
前記反射部は、
前記第2導電型反射層に隣接して、前記第2導電型反射層と前記反射部とのオーミックコンタクトを向上させるための第2導電型中間層と、
前記UVA波長帯域及び青色波長帯域の光を反射させるための金属反射層と、を含むことを特徴とする請求項11に記載の発光ダイオード。
The reflector is
A second conductive type intermediate layer adjacent to the second conductive type reflective layer for improving ohmic contact between the second conductive type reflective layer and the reflective portion;
The light emitting diode according to claim 11, further comprising a metal reflection layer for reflecting light in the UVA wavelength band and the blue wavelength band.
前記第2導電型中間層の厚さは、10nm〜150nmであることを特徴とする請求項13に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode of claim 13, wherein the second conductive type intermediate layer has a thickness of 10 nm to 150 nm. 前記第2導電型反射層の厚さは、60nm〜1500nmであることを特徴とする請求項11に記載の発光ダイオード。 The light emitting diode according to claim 11, wherein the second conductive type reflection layer has a thickness of 60 nm to 1500 nm.
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